[发明专利]一种含测量误差二维振动参数的燃气轮机寿命预测方法

说明书

本发明提供一种含测量误差二维振动参数的燃气轮机寿命预测方法，首先在单通道测试参数可靠性建模时，添加描述测量误差，从而可以有效解决传感器测量误差对振动测试数据处理的影响；再者，针对燃气轮机两路振动测试数据的情况，本发明考虑两路振动测试数据的相关性，提出采用Copula函数关联两个通道的剩余寿命的概率密度函数，可以有效通过对燃气轮机两通道测振参数的分析，为燃气轮机整机剩余寿命预测提供有效支撑，大大提高燃气轮机剩余寿命的预测精度，尤其适用于舰船平台振动传递干扰等复杂环境下测试数据含有测量误差时的情况。

技术领域

本发明属于舰船用燃气轮机技术领域，尤其涉及一种含测量误差二维振动参数的燃气轮机寿命预测方法。

背景技术

舰船用燃气轮机是舰船重要的动力装置之一，既可用于常规机械推进的主机，又可用于综合电力系统发电模块的原动机，是舰船高机动能力的重要保证，但是受海洋环境高湿、高盐等因素影响，其在寿命周期内性能退化等现象较为显著，因此，燃气轮机的可靠性日益成为关注的重点。准确预测燃气轮机的剩余寿命，不仅为燃气轮机的日常使用提供帮助，而且为视情维修提供重要参考。燃气轮机作为高速旋转的动力机械，整机振动性能指标是监测其健康状态的最重要指标之一，由于燃气轮机转子跨度较大，因此通常布置两路振动传感器对其进行监测，以此提高对不同转动部件健康状态的监控准确性，且在工程实测和理论分析中，整机振动值具有性能退化特征，可以视为退化量。振动传感器在监测燃气轮机整机振动时，受舰船平台振动传递等影响，测试数据难免含有误差成分，影响寿命预测的精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种含测量误差二维振动参数的燃气轮机寿命预测方法，能够提高燃气轮机整机寿命预测的精度。

一种含测量误差二维振动参数的燃气轮机寿命预测方法，包括以下步骤：

S1：分别在燃气轮机上选取两个振动测点作为整机振动测试的两个通道，并将t_h时刻燃气轮机两个通道的振动测试数据的实际退化量记为x_k(t_h)＝x_0,k+μ_kt+σ_kB(t)，其中，k＝1,2，x_0,k为初始退化量，μ_k为燃气轮机第k个通道振动测试数据的漂移系数，σ_k为燃气轮机第k个通道振动测试数据的扩散系数，{B(t),t≥0}为标准布朗运动；

S2：对燃气轮机开展背景环境振动测试实验，得到两个通道的环境背景噪声振动数据，并将环境背景噪声振动数据作为测量误差且测量误差服从均值为μ_ε、标准差为σ_ε,k的正态分布；

S3：将使得燃气轮机在t_h时刻失效的真实失效阈值D_k,h记为其中，w_k为设定的失效阈值，且D_k,h符合均值为w_k-x_k(t_h)、方差为的正态分布；

S4：由全概率公式获取各通道对应的剩余寿命l的概率密度函数f_k,h(l)如下：

其中，P_h|h为实际退化量x_k(t_h)的方差估计值；

S5：分别对各通道的概率密度函数f_k,h(l)进行积分，得到各通道振动测试数据对应的剩余寿命的累积分布函数F_k,h(l)；

S6：根据Sklar定理，存在一个Copula函数C′使得燃气轮机剩余寿命的概率密度函数f_h(l)为：